항저우 누저우 과학기술그룹 유한회사

아르곤(기호 Ar, 원자번호 18)은 불활성, 무색, 무취, 무미의 특성으로 구별되는 비활성 기체로, 이러한 특성으로 인해 밀폐된 환경에서 안전하게 사용할 수 있습니다. 지구 대기의 약 0.93%를 차지하며 네온(0.0018%)이나 크립톤(0.00011%)과 같은 다른 비활성 기체보다 훨씬 풍부하여 대규모 사용에 자연적으로 유리합니다. 화학적 안정성은 최외각 전자껍질(가전자 8개)이 꽉 차 있기 때문에 다른 원소와 화합물을 형성하는 경우가 거의 없습니다. 고온이나 극한 압력에서도 마찬가지입니다. 표준 온도 및 압력(STP)에서 아르곤은 단원자 기체(이원자 산소나 질소와 달리 단일 원자로 구성됨)로 존재하며, 끓는점은 -185.8°C, 어는점은 -189.3°C입니다. 매우 낮은 온도는 극저온 보관이 필요하다는 것을 의미하지만, 절대 영도에 가깝게 냉각하더라도 재료와 반응하지 않으므로 민감한 장비를 냉각하는 것과 같은 응용 분야에 이상적입니다.

아르곤은 일반적으로 정밀한 다단계 공정인 분별 증류를 통해 공기에서 분리됩니다. 먼저, 대기 중의 공기를 여과하여 먼지, 수증기, 이산화탄소 등 냉각을 방해하거나 최종 제품을 오염시킬 수 있는 불순물을 제거합니다. 다음으로, 정제된 공기는 열교환기에서 압축 및 냉각되어 -200°C까지 냉각되어 액체로 변환됩니다. 이 액체 공기는 높은 증류탑으로 펌핑되어 천천히 가열됩니다. 공기 중 기체는 서로 다른 끓는점을 가지기 때문에(질소는 -195.8°C(아르곤보다 낮음)에서, 산소는 -183°C(아르곤보다 높음)에서 끓습니다) 탑의 각기 다른 높이에서 기화됩니다. 질소는 위로 올라가 먼저 포집되고, 산소는 바닥에 액체 상태로 남습니다. 끓는점이 중간인 아르곤은 탑 중앙에서 응축되어 사이펀으로 걸러집니다. 수집된 아르곤은 남아 있는 질소나 산소를 제거하기 위한 두 번째 정제 단계를 거쳐 산업용 아르곤(순도 99.99%)이나 첨단 기술에 사용되는 초순도 아르곤(순도 99.999%)이 생산됩니다.

아르곤은 불활성 가스이기 때문에 여러 산업에 필수적입니다. 야금에서는 MIG(금속 불활성 가스) 및 TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접과 같은 용접 공정에서 중요한 차폐 가스로 사용됩니다. 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄과 같은 금속 용접에 사용하면 용접부 주변에 보호막을 형성하여 접합부를 약화시키거나 결함을 유발하는 산화를 방지합니다. 자동차 프레임, 항공기 부품, 건축 자재 제조에 필수적인 요소입니다. 전자 산업에서는 반도체 제조에 초고순도 아르곤을 사용합니다. 마이크로칩에 얇은 금속 또는 실리콘 층을 증착하는 동안 아르곤이 생산 챔버를 채워 공기 입자가 섬세한 회로를 오염시키지 않도록 합니다. 중공업 외에도 아르곤은 텅스텐 필라멘트의 증발을 늦춰 백열전구의 수명을 연장하고(공기 충전 전구보다 전구 수명이 두 배), 박물관 전시장에서 고대 사본이나 깨지기 쉬운 직물과 같은 역사적 유물을 보존하여 산소를 대체하고 부패를 방지합니다. 또한 식품 포장재에서도 질소와 혼합하여 산소를 배출하고, 구운 식품, 간식, 신선 농산물의 신선도를 오래 유지하는 역할을 합니다.

경제적으로 아르곤은 수요가 많고 생산 비용이 낮아 고부가가치 자원입니다. 아르곤의 원료는 무한하고 무공해 자원인 공기이기 때문에 분별 증류는 비용 효율적이며, 특히 질소 또는 산소 생산과 병행할 경우 더욱 효과적입니다(많은 공장에서 이 세 가지 기체를 동시에 생산하여 운영비를 절감하고 있습니다). 전 세계 아르곤 시장은 연간 80억 달러 이상의 규모로 매년 5~7%의 꾸준한 성장을 보이고 있습니다. 이러한 성장은 자동차(전기 자동차 생산 증가로 정밀 용접 필요성 증가), 전자(5G 및 반도체 제조 확대), 재생 에너지(태양광 패널 생산에 아르곤을 사용하여 태양 전지를 코팅) 등의 산업이 주도하고 있습니다. 크립톤은 10~20배, 제논은 50~100배 더 비싼 희소 가스와 달리 아르곤은 가격이 저렴하여 대규모 공장과 소규모 실험실 모두에서 쉽게 이용할 수 있습니다. 세계적인 기술 및 인프라 개발이 가속화됨에 따라 아르곤 수요는 더욱 증가할 것으로 예상되며, 전 세계 산업 성장과 기술 혁신의 핵심 동력으로서 아르곤의 역할이 더욱 강화될 것입니다.

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